Свойства атома урана

При фторировании органических веществ шестифтористый уран восстанавливается в низший фторид — четырехфтористый уран. Фторирование шестифтористым ураном благодаря его физическим свойствам (он возгоняется при 56°С/1 ат) требует применения аппаратуры, отличающейся до некоторой степени от той, которой пользуются в обычных паро- и жидкофазных процессах с участием других высших фторидов металлов переменной валентности. Наиболее легко с ним обращаться в вакууме, а реакции удобнее проводить в автоклаве под давлением. По-видимому, нет сомнения, что шестифтористый уран может с успехом применяться для фторирования, в особенности для окончательного фторирования частично фторированных соединений. [c.466]

Металлические структуры обладают некоторыми очень характерными свойствами. Каждый атом в кристаллической структуре металла имеет высокое координационное число (часто двенадцать и иногда восемь), и структура характеризуется высокой электро- и теплопроводностями. Атомы в металле располагаются близко один к другому это означает, что наблюдается значительное перекрывание орбиталей внешних электронов и что валентные электроны фактически связаны не с отдельным ядром, а делокализованы- по всем атомам металла. Таким образом, металл можно рассматривать как ансамбль положительных ионов, которые, вообще говоря, представляют собой сферы одинакового радиуса (марганец и уран являются исключениями), как можно более плотно упакованные в пространстве. Существует два способа плотной упаковки одинаковых сфер один из них приводит к гексагональной, а другой — к кубической симметрии, но в каждом случае координационное число равно двенадцати. Объемноцентрированная кубическая структура щелочных металлов менее плотно упакована для нее координационное число равно восьми и каждый ион имеет восемь ближайших соседей в услах окружающего его куба. [c.136]

Впоследствии было показано (Г. Си бор г. Актинидные элементы. М., Атом-издат, 1960), что строение периодической системы элементов сложнее. Химические свойства элементов закономерно меняются с изменением электронной оболочки атома, и хотя уран имеет шести валентные соединения, он принадлежит не к VI группе, а к группе тяжелых редкоземельных элементов, аналогов группы элементов от лантана до лютеция. [c.8]

Диаграмма состояния системы уран—кислород еще не построена из-за противоречивости данных, относящихся к отдельным областям. Растворимость кислорода в уране мала и при температуре плавления урана составляет около 0,05 ат. % кислорода, а в за- твердевшем металле еще ниже. Двуокись урана плавится при температуре около 2750° С таким образом, при индукционной плавке металлического урана UOj остается в твердом состоянии. Однако имеются некоторые основания полагать, что UO2 при температуре примерно 1500°С медленно реагирует с ураном, образуя соединение U0. Считается, что благодаря различиям в свойствах ио и UOj эта реакция оказывает благоприятное [c.327]

Церий (Се, ат. вес 140,12) — один из наиболее распространенных редкоземельных элементов (см. стр. 311). В соединениях он может быть трех-или четырехвалентным. Трехвалентный церий обладает свойствами, характерными для всех редкоземельных элементов, а четырехвалентный церий по химическим свойствам подобен торию, цирконию и урану(1У). Гидроокись Се(ОН)з осаждается при pH 7,5, Се(0Н)4 — при pH - 1. Гидроокись Се(1И) имеет белый цвет, гидроокись Се(1У) — желтый. Обе гидроокиси не обладают амфотерными свойствами. В щелочных средах прочность соединений Се(1У) возрастает. Се(П1) можно окислить в кислой среде до Се(1У) с помощью висмутата натрия, окиси серебра(П), персульфата аммония (в присутствии А +) или бромата натрия (в среде 9 н. НКОд). [c.458]

Польский ученый (работавшая во Франции) Мария Кюри-Скло-довская (1867—1934), первая женщина-физик, назвала это явление радиоактивностью. Она установила, что радиоактивно не соединение урана в целом, а только атом урана. Причем уран сохраняет это свойство вне зависимости от того, в каком состоянии он находится — в металлической элементной форме или в виде соединения. В 1898 г. Кюри-Склодовская открыла, что тяжелый металл торий также радиоактивен. Эти исследования Мария Кюри-Склодовская проводила вместе с мужем — французским физиком Пьером Кюри <1859—1906). [c.153]

Для технических и научных целей в настоящее время необходимы вещества особо высокой чистоты. Это промышленность полупроводников, атомная, производство люминофоров, некоторые жа(ропрочные и механически прочные материалы, производство материалов для квантовой энергетики (лазеры) и т. д. Достаточно указать, что в важнейшем полупроводниковом материале германии примеси меди и никеля не должны превышать 10- %. Это составляет один атом примеси на миллиард атомов германия или 1 мг на 1 т. С повышением чистоты физические и химические свойства веществ сильно меняются. Например, прочность на разрыв лучших сортов стали составляет 180 кг/мм . Прочность железных усов (тонких монокристаллических нитей из чистого железа) составляет 1200 кг/мм . До 1942 г. считали, что уран имеет температуру плавления, равную 1850 °С. После получения этого металла в чистом состоянии оказалось, что температура его плавления равна 1130°С. Эти примеры показывают практическое значение очистки веществ. Необходимо отметить, что глубокой очистке подвергают уже довольно чистые вещества. [c.65]

Общие сведения. К актиноидам относят элементы с порядковым номером от 89 до 103. Все актиноиды — радиоактивные элементы. Наиболее медленный самопроизвольный распад претерпевают торий и уран. Чем тяжелее актиноид, тем меньше его период полураспада. В земной коре содержатся ТЬ (6-10 мас.%) и и 2-10 мас.%)- Важнейшими их минералами являются ТЬ5 04 (торит) и из08(и02-2и0з) — уранинит, или урановая смолка. В следовых количествах в урановых минералах находятся актиний, протактиний и нептуний (как дочерние элементы урана). Остальные элементы получают искусственно в микроколичествах (например, Мс1 получен в количестве 17 атомов). Для Ас и его электронных аналогов (тяжелых актиноидов) устойчивой степенью окисления является +3. В этой степени окисления типы и свойства соединений актиноидов сходны с соответствующими соединениями лантаноидов (по этой причине лантаноиды используются как носители микроколичеств актиноидов). У остальных представителей ряда актиноидов степени окисления разнообразны (особенно у элементов и, Кр, Ри и Ат). Такое разнообразие степени окисления обусловлено большим по силе, чем в ряду лантаноидов, эффектом и /-сжатия, которое нивелирует различия в энергиях 6 - и 5/-орбиталей. Отсутствие высоких степеней окисления у тяжелых актиноидов связано с их более высокой, чем в случае легких актиноидов, радиоактивностью. [c.509]

Применения выгорающих поглотителей в ТВС реакторов. В России во Всероссийском научно-исследовательском институте неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (ВНИИНМ) разработана технология изготовления в условиях опытно-промышленного производства таблетированного уран-гадолиниевого оксидного топлива для твэлов энергетических реакторов на тепловых нейтронах типа ВВЭР [13]. В условиях опытно-промышленного производства изготавливаются топливные таблетки из диоксида урана с массовой долей оксида гадолиния от 0.05 до 10.0%. При этом удовлетворяются требования по основным свойствам, обеспечивающим выгорание топлива в активной зоне с выделением энергии 55 МВт-суток на кг и. Разработанная технология позволяет получать топливные таблетки по качеству не уступающие мировым стандартам (разработки концернов Вестингауз — США, Сименс — ФРГ, АВВ-АТОМ — Швеция), а по некоторым характеристикам (например, по возможности регулирования фазового состава) и превосходящим их. Таблетки производятся на промышленном оборудовании отечественного производства и из отечественных материалов [13. [c.151]

Одно из необычных свойств многих фторидов — высокая летучесть неионных соединений, причем наиболее летучи из них те, в которых центральный атом соединен с максимальным числом атомов фтора. В соответствии с этим правилом 5Г4 (т. кин. —40°) менее летуч, чем ЗГв (т. кип.—64°) летучесть АвГб (т. кип. —53°) превышает летучесть АэГз (т. кип. -(-63°). ОзГе (т. кип. +47°) более летуч, чем ОзГб (т. кип.+205°). Исключение из правила составляют резко электроотрицательные элементы, например кислород или хлор. В настоящее время известны летучие фториды металлов из семейства актинидов (элементы с номерами 89—96), например шестифтористый уран, превращающийся в газ уже при 56°. Он был впервые подучен из пятихлористого урана и фтористого водорода Руффом, который пытался найти соединение, легко выделяющее элементарный фтор. [c.33]

Главное свойство таких атомов-близнецов — число Менделеева (заряд ядра) — совершенно одинаково. Так, например, все без исключения атомные ядра металла калия имеют по 19 положительных зарядой, металла урана — по 92 и т. д. Но вес ядер атомов-близнецов, составляющих один и тот же элемент, может несколько различаться. Среди атомов калия одни имеют атомный вес 39, другие—40, третьи даже—41. В природном уране на каждый атом с атомным весом 234 поиходится 117 атомов с атомным весом 235 и 16 550 атомов с атомным весом 238. [c.227]

Открытие и идентификация редкоземельных элементов осуществлялись в течение длительного периода времени, что объясняется сходством свойств этих элементов в связи с преобладанием у них трехвалентного состояния и близостью их атомных и ионных радиусов. С другой стороны, известно, что трудности, связанные с изучением трансурановых элементов, определяются не химическими свойствами, а ядерными. Действительно, с химической точки зрения изменения в свойствах сравнимы для элементов от актиния до урана, с одной стороны, в сериях V—Мо и Ьа—Ш (если поместить лантаниды в одну серию), с другой, однако, изменения в свойствах элементов Ьа—N(1 имеют мало общего с предыдущими. Примерог тому может служить постепенное изменение основного характера элементов от лантана к неодиму, в то время как это свойство быстро меняется в обратном направлении от актиния к урану. Атомные объемы мало изменяются в сторону уменьшения в первой серии и быстро увеличиваются во второй. Многообразие валентностей и, Ыр, Ри и Ат (ураниды), для которых известна максимальная валентность VI и минимальная III, не позволяет рассматривать эти элементы как химические гомологи N(1, Рт, 8т и Ей, так как ни один из этих последних не имеет валентности выше III, а 8т и Ей имеют малоустойчивую валентность II. Только начиная с Ст трехвалентное состояние является преобладающим в седьмом периоде и кюриды (2 = 96—103) становятся гомологами лантанидов 0с1 — Ьи. [c.125]

III ДО VIII (Os) И затем неравномерно снижается до II (Hg). Стабильные валентности возрастают от III до VII (Re) и так же неправильно снижаются до I (TI). Что касается элементов седьмого периода, то их стабильные валентности в окисленном состоянии правильно возрастают до VI (U) и затем так же правильно снижаются до III (Ат), после чего, по всей вероятности, валентность III в ряду за америцием не меняется до последнего известного элемента. Максимальная валентность, включая уран, совпадает с этим порядком, другие же многочисленные валентности— III, IV, V и VI — наблюдаются в растворах, а валентность II — только в твердом состоянии. В соединениях с кислородом (окисленное состояние) валентность VI и другие валентности имеются у трех первых трансуранидов Np, Pu и Am, в то время как у последующих элементов только берклий имеет валентность IV в растворе и кюрий может образовывать окисел и твердый фторид той же валентности (IV). Хотя физико-химические свойства следующих элементов от калифорния до нобелия мало известны, все же целесообразно допустить, что их наиболее стабильная валентность отвечает III не исключена возможность существования других валентных состояний в неустойчивых окислах для тех или иных элементов ряда f—No. До настоящего момента для трансуранидов не удалось получить двухвалентных соединений в растворе, в то время как валентность II в ряду лантанидов известна для трех элементов Ей, Sm, Yb. [c.130]

Здесь не будет рассматриваться химия Мо, W и U (уран входит также в семейство актиноидов). Напомним только, что знание химии урана играет существенную роль в создании ато.м-ных электростанций, которые заменят традиционные тепловьь станции, когда природное топливо на Земле будет исчерпано напомним также, что современное электрическое освещение было бы невозможно без сочетания свойств, обнаруженных у вольфрама. Получить свободные элементы этой группы намного легче, чем свободные элементы многих других групп металлов. Хром можно получить из СггОз восстановлением углем или алюминием молибден и вольфрам обычно восстанавливают из окислов с помощью водорода. Уран можно восстановить аналогичными методами или электролизом тетрафторида урана, растворенного в расплавленной смеси СаСЬ и Na l. [c.334]

Плутоний и америций весьма напоминают друг друга по своим химическим свойствам, однако между ними все же существует значительная разница. Наиболее существенным является увеличение устойчивости низшего валентного состояния у америция. Хотя уран, нептуний, плутоний и америций могут быть окислены до шестивалентного состояния, устойчивость высшего состояния окисления заметно уменьшается с увеличением атомного номера актинидного элемента. Напротив, устойчивость низшего состояния окисления увеличивается, и наиболее стабильным является америций (III). Америций можно окислить до иона америцила АтО , но только применяя наиболее сильные окислители. Трехвалентный плутоний устойчив в растворах неокисляющих кислот, но в разбавленной азотной кислоте он устойчив только в при- [c.374]

Цирконий — третий элемент периодической системы, образующий с уураном непрерывный ряд твердых растворов (см. рис, 10. 52). Твердый раствор образуется с Р-цирконием -— аллотропической модификацией, существующей при температурах выше 860° С. Однако при 610° С и приблизительно 64 ат. % циркония а-уран и у-фаза вступают в перитектоидную реакцию. Этот процесс идет лишь тогда, когда достигается состояние полного равновесия. Если несмотря на все попытки добиться равновесия при помощи термообработки, оно не достигается, то при наличии достаточного количества циркония у-фаза настолько стабилизуется, что во всех практически важных случаях ее можно зафиксировать при комнатной температуре. Эти основанные на диаграмме состояния рассуждения справедливы лишь для сплавов урана относительно высокой чистоты. Реакция между цирконием и углеродом, кислородом или азотом изменяет свойства этих сплавов, так как прореагировавший цирконий уходит из раствора в уране [91. [c.446]

Уран (и, ат. вес 238,03) встречается в соединениях в трех-, четырех-, пяти- и шестивалентном состоянии. Наибольшее значение имеют соединения урана(1У) и урана(У1). Катионы уранила осаждаются в виде гидроокиси и02(ОН),2 при рН 4. Уран(У1) имеет амфотерные свойства, в растворах едкого натра образуются труднорастворимые уранаты и диуранаты (Ка,и04 и КазиоОу). Уран(У1) образует перекисные, фторидные, тартратные, карбонатные (pH 7 — 12) и нитратные комплексы. По химическим свойствам уран(1У) подобен торию. Гидроокись и(0Н)4 не проявляет амфотерных свойств. В сильно кислой среде уран(1У) образует труднорастворимые иГ4 и и(Са04)2. Уран(1У) окисляется до 11(У1) медленно кислородом воздуха, быстро — иодом, железом(1П) и сильными окислителями. [c.414]

Непрочные окиси МО получаются при энергичном восстановлении высших окисей водородом при высокой температуре. Они кристаллизуются, давая решетку типа кристаллической решетки хлорида натрия и имеют (как и высшие окиси) нестехиометрический состав. Окиси МОг кристаллизуются в решетках типа флюорита и получаются при прокаливании других окисей или нитратов на воздухе (в этих условиях соединения урана дают изОв). Уран — единственный актинид, образующий окись, в которой он шестива-леитен. и, Ыр, Ри и Ат в шестивалентном состоянии проявляют кислотные свойства, образуя, например, с аммиаком соединения типа диураната аммония (НН4)2игО,. [c.730]

При температурах ниже 150—165° С на уране образуется окисная пленка, состоящая преимущественно из иОг и обладающая защитными свойствами, обусловливающими параболический закон окисления. С повышением температуры закон окисления приближается к линейному, а в окалине возрастает содержание изОв. При температурах выше 250° С образующаяся окалина из ОзОз с металлом не связана и скорость окисления урана велика, что приводит к самовоспламенению его. Легирование урана ниобием (50 и 907о) или цирконием (50%) повышает его жаростойкость. Из тройных сплавов наибольшей жаростойкостью на воздухе при 400° С обладают сплавы, содержащие 7,5% (ат.) и, 46—70% (ат.) 2г, 23—46% (ат.) МЬ. [c.73]

Однако химические свойства трехвалентного празеодима не могли привести к мысли о его аналогии (гомологии) с пятивалентным (и никогда трехвалентным) протактинием или аналогии неодима с ураном. В действительности, как это рассказывает сам Сиборг в другом месте [2], неудача открытия у Ат и m валентностей выше 3 или 4 привела его к разработке гипотезы Г. Виллара [3] и других авторов о том, что серия 5/-элементов начинается с Th и кончается элементом 103 и, следовательно, давно предвиденное семейство редких земель в седьмом периоде [4] будет актиноидным (рис. 1). [c.68]

Проведено специальное исследование влияния облучения сплавов и — V на механические свойства и температурный порог свеллинга [138, 140]. Показано, что дисперсные сплавы урана с иттрием, содержащие до 65 вес.% и, могут иметь потенциальную ценность, как топливный материал, стабильный в условиях высокотемпературного облучения. Влияние малых добавок иттрия ( 0,1 вес.%) на радиационное формоизменение урана изучалось в работе [141]. Обнаружено, что легирование иттрием уменьшает свеллинг урана с 15,7 до 6,4% при выгорании 0,1 ат.%. Авторы объясняют такое влияние добавок иттрия тем, что он упрочняет уран, уменьшает размеры зерна и затрудняет подвижность газов, образующихся в процессе выгорания топлива. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология